模拟电子技术基础.doc

模拟电子技术基础课程设计1. 项目名称：晶体管与集成电路混合型扩音机电路2. 设计内容及要求（1）、设计输出功率为510W的扩音机。（2）、组装、调试扩音机电路。（3）、写出设计说明书。3、整机所用的元器件表元器件名数值备注电阻R1100K电阻R210K电阻R31K电阻R4100K电阻R5100K电阻R61K电阻R71K电阻R81K电阻R951K 电阻R1051K 电阻R11100 电阻R12100 电阻R1310K 电阻R1410K 电阻R1522电阻R16150电阻R1722电阻R18150电阻R1910 电解电容C110uF 电解电容C210uF 电解电容C3100uF 电解电容C4100uF 电解电容C510uF 电解电容C610uF电容C70.01uF 电解电容C8470uF电容C90.01uF 电解电容C10470uF电容C11100pF电容C12100pF电容C130.22uF 变阻器Rp110K保险丝管1个HA177418脚，3个MOS管TIP41C3脚，2个三极管K925-C8550D2个可调三极管2011个二极管2个4、设计方案的比较与选型随着电子技术的发展，扩音机的电路形式也在不断的发生着变化。从早期的电子管式扩音机，经过晶体管式的扩音机、晶体管式与集成电路混合型的扩音机到全集成电路的扩音机电路形式，电路的形式不同，特点也不同。结合本课程的理论和实验教学内容，对扩音机的电路设计在此仅提供如下几种方案及相应参数供参考。方案一：晶体管电路扩音机该电路的信号输入端是话筒输入和线路输入转换电路，为便于和放大器相匹配，第一级采用了射随器。射随器输出的信号通过两极耦合放大器放大，再经推动级激励送给同正负双电源供电的OCL功率放大器进行功率放大，推动扬声器发声。为稳定放大器的工作，在电路中采用了负反馈技术。主要指标：电源电压+-15V，不失真输出功率为8W，输入灵敏度为10mV（传声器）和100mV，负载阻抗为8。方案二：晶体管与集成电路混合型扩音机该电路与方案一的电路相比，不同的是利用集成运放和推动级而功率放大电路相同。主要指标：电源电压+-15V，不失真输出功率为10W，输入灵敏度为10mV（传声器）和100mV，负载阻抗为8。本课程设计采用方案二。5、画出完整的电路图，说明电路的工作原理工作原理：扩音机的组成框图如下图所示，它包括前置放大器、功率放大器和直流电源等三部分。扬声器信息输入前置放大器功率放大器前置放大器直流电路交流电路从各种信号源（传声器、收录机、电唱机等）送来的节目信号，经前置放大器的选择、均衡、混合和放大，得到适当的特性和电平，然后经推动级送到功率放大器以得到足够功率去推动放大器，电源部分为前置放大器和功率放大器等电路提供直流电源。（1）、前置放大器为适合不同输入方式，前置放大部分分为话筒放大器、话音放大器及线路放大器等，分别将话筒，电唱机、收录机或其他线路输出的微音音频信号进行放大，然后馈送给混合放大部分。由于输入的信号一般很微弱，因此输入经常采用射随器或集成运放组成，这样可使输入级有较高的输入电阻，较低的输出电阻。、(2)、混合放大部分将前置放大器输出的各种信号混合在一起并进行放大。在混合放大部分一般装有各种音量调节器，用于控制各种音量，此部分一般由多级放大器或集成运放完成。(3)、推动级本级任务是提供功率放大器足够大的激励信号，一般由单级放大器组成。(4)、功率放大器当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功率放大器对推动级输出的信号进行功率放大，为扬声器发声提供一定的输出功率。常见的电路形式有单电源供电的OTL和集正负双电源电的OLC功率放大电路，晶体管和集成运放组成的混合型功率放大电路，全集成功率放大电路等。6、整机的组装调试过程（1）、元器件的选用和检测在扩音机电路中，使用较多的元件包括电阻、电容、晶体二级管、晶体三极管、集成运放和集成功率放大器、变压器等。 对电阻元件的选用，主要依据其电阻值和额定功率，对带开关的电位器的检查，除检查其阻值外，还要检查其开关状态是否完好。 对电容的选用，主要考虑的是电容器的电容量和耐压值，使用时更应注意电解电容的极性。（2）、焊接与安装 焊接前，要根据电路图的各部分功能确定元器件在印制板或万能板的位置，并注意电解电容的极性、晶体管和集成电路的各引脚排列、电路板与外部元件（如电位器、开关等）的连线，按信号的流向将元件作顺序地连接，以便于调试。应注意的几个问题：a、 元件的引线在焊接前必须刮净、镀锡，焊接少用焊油，焊点要光滑清洁。接线要短，电路之间要共地。b、 电解电容的极性不能接反。c、 元件的位置要尽量露出，并朝向容易读数的一面。d、 电源变压器要固定在主电路板的下方，电源变压器初次级间的屏蔽层须有引线与铁芯连接并且接地。e、 为便于散热，大功率管要固定在底板外壳上，但必须与底板绝缘。f、 在面板和电路之间的信号线（如输入塞孔线、音量、音调线等）都要用屏蔽线，并且远离输出线和电源线，屏蔽线的外皮接在电路板的接地点上g、 导线的颜色要符合习惯用法：一般正电源用红线，负电源用蓝线，地线用黑线，信号线用其他颜色线，结于焊接好的电路，要经教师检查方通电试验。（3）调试电路的调试过程一般先分级调试，再级联调试，最后进行整机调试与性能指标的测试。调整时，为安全起见，可用同阻值的负载电阻代替扬声器。分级调试又分为静态调试和动态调试：a、 静态调试时，将输入端对地短路，用万用表测试各级电路中的电阻值、电路是否有断路或短路情况、电容的漏电情况、晶体管和集成电路的各引脚电压值是否正常等。b、 动态调试时，在电路输入端输入适当信号，用示波器观测各单极电路的输出波形及工作情况，并测量各项性能是否达到要求。在单级调试之后，可进行级联调试。把前级输出信号作为后一级的输入信号进行调整，在级联调试时注意要考虑级间相互影响（尤其是分立元件电路）。整机联调时，应观察各单元电路连接后各单极之间的信号关系，注意观察其动态结果，检查电路的性能和参数，分析测量的数据和波形是否符合设计要求。（4）、整机功能试听 在调试完成后，可用8/10W扬声器代替负载电阻进行试听。（5）、主要性能指标及测试方法 a、最大不失真输出功率：p。=(u。* u。)/(2Rl) =(8*8)/(2*8)=4Wb、频率响应: 放大器的电压增益相对于中音频f。（1KHZ）的电压增益下降3d B时所对应的低音频率fl的高音频率fh，称为放大器的频率响应。fl=60HZ;fh=5KHZc、 输入阻抗： 负载阻抗为8d、 输入灵敏度：V=10mV e、其他指标：VR16=0.5VVR18=0.5 VR19=0VVi=10mVVo=5V7、调试中出现的故障、原因及排除方法查找故障的一般方法：1、 观察法通过眼睛看、鼻子闻和动手操作等方法，寻找故障发生的部位，是一种既简单又常用的方法。2、 信号注入法用信号发生器作信号源，将信号注入到扩音机的各级输入端，通过扬声器的反应或用示波器观察输出波形及幅度的大小的是否振荡，判断故障所在的大概部位。用信号注入法进行检查时，通常从电路的末级向前级逐级进行。3、 信号寻迹法此法与信号注入法过程相反，把输入信号调到正常值，接到电路的输入端，用耳机或示波器由前往后逐级检查各级有无信号及波形是否正常，进一步判断故障发生的部位。在调试过程中出现的故障：、在调试过程中发现波形发生失真、在调试过程中波形没有放大、在调试过程中输出功率较小原因：、输入信号太大、焊接时没焊好、输出电阻太大，输入电阻太小排除方法：、减小输入信号的电压、找出没焊好的地方，把没焊好的地方焊过、调节静态工作点或更改电阻阻值8、总结所设计电路的特点及方案的优缺点，并提出改进方案这是一个根据方案二所设计出来的电路即：晶体管与集成电路混合型扩音机，所以这个电路具有晶体管与集成电路的优点，也存在它们的缺点。优点：l 可得到较大的电压放大倍数l 集成度高可减少发热量l 具有很好的稳压特性l 抵抗外部信号能力强缺点：l 热稳定性差l 发热量大l 输入电阻不够大改进方案：、可改用MOS管或CMOS管来代替一部分晶体管、改用全集成功率放大电路等。9、收获、体会通过此次课程设计，使我真正懂得实践是检验真理的唯一标准。刚开始进行这个课程设计时，认为难度并不大，以为只能对着图纸组装电路，然后调试便行。不料，整个过程进行的并不顺利。之所以不顺利，是因为我